DE102006006654A1 - Composite materials based on wood or other plant materials, e.g. chipboard, fibreboard, plywood or plant pots, made by using special aminoalkyl-alkoxy-silane compounds or their cocondensates as binders - Google Patents

Composite materials based on wood or other plant materials, e.g. chipboard, fibreboard, plywood or plant pots, made by using special aminoalkyl-alkoxy-silane compounds or their cocondensates as binders

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DE102006006654A1 DE200610006654 DE102006006654A DE102006006654A1 DE 102006006654 A1 DE102006006654 A1 DE 102006006654A1 DE 200610006654 DE200610006654 DE 200610006654 DE 102006006654 A DE102006006654 A DE 102006006654A DE 102006006654 A1 DE102006006654 A1 DE 102006006654A1
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Roland Dipl.-Chem. Edelmann
Peter Dr. Dipl.-Chem. Jenker
Alireza Prof. Dr. Dipl.-Forstwirt Kharazipour
Lars Dipl.-Forstwirt Kloeser
Jaroslaw Dr. Dipl.-Chem. Monkiewicz
Burkhard Dr. Dipl.-Chem. Standke
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Abstract

Aminoalkyl-alkoxy-silanes or their cocondensates with other functional silanes are used as binders in composite materials based on cellulose- or lignocellulose-containing material. Composite material (CM) based on (a) cellulose- or lignocellulose-containing material and (b) binder(s) comprising aminoalkylsilane(s) of formula R 1>(R 2>)N(C(R 4>)H) aSi(R 3>) rOR 3-r (I), or cocondensate(s) of (I) and other functional silane(s) of formula R 7>(C(R 6>)H) bSi(R 5>) pOR 3-p (II) in which the amino groups may be partly or completely neutralised with inorganic or organic acid, or an aqueous solution containing (I) or such cocondensate(s). R 1>, R 2>H, 1-20C alkyl (linear, branched or cyclic), aryl or aminocarbyl (all optionally substituted); R 4>, R 6>H or methyl; a : 1-10; R 3>, R 5>, R : H or 1-8C alkyl (linear or branched); r, p : 0, 1 or 2; R 7>H, vinyl, amino, glycidyloxy, (meth)acryloxy, mercapto, sulfane, 1-20C alkyl or aryl (all optionally substituted); b : 0-18. An independent claim is included for a method for the production of CM by treating dried or moist material (a) with a liquid binder (b) as above, placing the treated material in a mould and hot-pressing it.

Description

  • [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundwerkstoffe auf der Basis von cellulose- bzw. lignocellulosehaltigen Materialien und siliciumorganischen Verbindungen als Bindemittel, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie die Verwendung spezieller siliciumorganischer Verbindungen oder deren Lösung. The present invention relates to composite materials based on cellulose or lignocellulose-containing materials and organosilicon compounds as the binder, a process for their preparation and the use of specific organosilicon compounds or their solution.
  • [0002]
    Siliciumorganische Verbindungen finden in Form diverser Silane, ihrer Reaktionsprodukte oder entsprechender Zubereitungen Anwendung bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen, insbesondere solcher auf der Grundlage natürlicher oder naturnaher Faserstoffe, dh cellulose- bzw. lignocellulosehaltiger Materialien. Organosilicon compounds are in the form of various silanes, their reaction products or analogous preparations used in the production of composite materials, in particular those based on natural or semi-natural fibers, ie cellulose or lignocellulose materials.
  • [0003]
    Holzwerkstoffe bestehen etwa bis zu 20 % aus Bindemittel und anderen Zusätzen. Wood-based materials are made up to about 20% of binder and other additives. Das weltweit am häufigsten eingesetzte Bindemittel für Holzwerkstoffe ist das Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF-Harz). The binder most frequently used for wood materials is the urea-formaldehyde resin (UF-resin).
  • [0004]
    Formaldehyd-Harz gebundene Holzwerkstoffe weisen jedoch eine ständige Formaldehydausgasung auf, welche trotz Einhaltung von Richtlinien (EN 120 sowie DIBt-Richtlinie 100, Klasse E1 = 0,1 ppm) aus Sicht des Verbraucherschutzes problematisch erscheint, da in vielen Studien bewiesen wurde, dass Formaldehyd nicht nur auf das Zentrale Nervensystem Auswirkungen hat, sondern auch Karzinome hervorrufen kann. However, formaldehyde resin-bonded wood materials have a permanent Formaldehydausgasung on that despite compliance (EN 120 and DIBt Directive 100, class E1 = 0.1 ppm) from the perspective of consumer protection appears problematic as has been proven in many studies that formaldehyde not only on the central nervous system has implications but also can cause cancer. In jüngster Zeit werden vermehrt Forderungen nach einem erneuten Herabsetzen der zulässigen Formaldehydkonzentrationen lauter. Recently, demands for a renewed lowering of the allowable concentrations of formaldehyde are increasingly louder.
  • [0005]
    Ferner besitzen UF-Harz verleimte Holzwerkstoffe eine vergleichsweise geringe Hitze- und Feuchtebeständigkeit, die eine Verwendung für die meisten Spezialgebiete ausschließt, z. Furthermore, UF resin have glued wooden materials a comparatively low heat and humidity resistance, preventing their use for most specialties such. B. für tragende und hochbelastbare Zwecke sowie für den Außenbereich. As for load-bearing and heavy-duty purposes and for outdoor use.
  • [0006]
    Neben den UF-Harzen wird zu etwa 10 % auch Phenol-Formaldehyd-Harz (PF-Harz) für die Herstellung von Holzwerkstoffen eingesetzt. In addition to the UF-resins (PF resin) is used for the production of wood materials to about 10% and phenol-formaldehyde resin.
  • [0007]
    Zu einem geringen Anteil werden in der Holzwerkstoffindustrie für Werkstoffe mit hohen mechanischen und wasserbeständigen Eigenschaften organische Isocyanate eingesetzt. A small proportion of organic isocyanates used in the wood material industry for materials with high mechanical and water-resistant properties. Dabei wird hauptsächlich das Di-phenylmethan-di-isocyanat (PMDI) verwendet. Here, mainly the di-phenyl methane diisocyanate (PMDI) is used. Die Isocyanate führen im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Systemen chemische Verbindungen mit dem Holz, nachweislich mit Lignin und Cellulose, aus. The isocyanates lead in contrast to the systems described above, chemical compounds with the wood demonstrably with lignin and cellulose, from.
  • [0008]
    Jedoch bringt die Verwendung von PMDI als Bindemittel eine Vielzahl von Nachteilen mit sich. However, the use of PMDI as a binder brings a number of disadvantages. Auf Seiten der Anwendungstechnik ist die Affinität zu Metall zu beklagen, da PMDI verleimte Späne und Fasern während des Heißpressens an den Pressbändern anhaften können. On the side of the application technique, the affinity is to complain to metal since PMDI may adhere to the pressing strips glued chips and fibers during the hot pressing. Aus diesem Grund ist es notwendig, mit teuren, speziell beschichteten Pressbändern zu arbeiten. For this reason, it is necessary to work with expensive, specially coated press belts.
  • [0009]
    Darüber hinaus sind beim Umgang mit PMDI strenge Arbeitsschutzmaßnahmen vorzusehen und einzuhalten. In addition, provide strict safety measures when handling PMDI and followed.
  • [0010]
    Binde- bzw. Bindemittelsysteme für Holzwerkstoffe auf natürlicher oder naturnaher Basis, wie z. Binders or binder systems for wood materials based on natural or semi-natural base such. B. Kartoffelpülpe ( B. potato pulp ( EP 0 613 906 A1 EP 0613906 A1 , . DE 43 06 441 A1 DE 43 06 441 A1 , . DE 43 40 517 A1 DE 43 40 517 A1 , . DE 434 518 A1 DE 434 518 A1 ), gewährleisten nicht für jeden Anwendungsfall eine normgerechte Wirkung (vgl. hierzu auch „Enzyme von Weißfäulepilzen als Grundlage für die Herstellung von Bindemitteln für Holzwerkstoffe" von AR Kharazipour, Bd. 121, JD. Sauerländers Verlag, Frankfurt am Main, ISBM 3-7939-5124-3). ), Not guarantee for any application a standardized effect (see. Also "enzymes from white rot fungi as a basis for the preparation of binders for wood materials" by AR Kharazipour, Vol. 121, JD. Sauer lander Verlag, Frankfurt am Main, ISBM 3-7939 -5124-3).
  • [0011]
    DE 100 37 724 A1 DE 100 37 724 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen aus organischen Stoffen unter Einsatz eines Bindemittels auf Basis Hydrogen-, Alkyl-, Alkenyl-, Phenyl-, Glycidyloxyalkyl-, Acryloxyalkyl- sowie Methacryloxyalkylfunktioneller Siloxane. discloses a process for the production of composite materials made of organic substances using a binder based hydrogen phosphate, alkyl, alkenyl, phenyl, glycidyloxyalkyl, acryloyloxyalkyl and Methacryloxyalkylfunktioneller siloxanes.
  • [0012]
    DE 196 47 369 A1 DE 196 47 369 A1 betrifft Verbundwerkstoffe auf der Basis von Glasfasern, Mineralfasern oder Holzwerkstoffen, wobei als Bindemittel ein so genannter Nanokomposit eingesetzt wird, der nach dem Sol-Gel-Prozess hergestellt wird und ua auf kolloidalen anorganischen Partikeln und einem oder mehreren hydrolysierbaren Organosilanen beruht. relates to composite materials based on glass fibers, mineral fibers or wood materials, with a so-called nanocomposite is used as binder which is prepared by the sol-gel process and based, inter alia on colloidal inorganic particles and one or more hydrolyzable organosilanes. Die dabei eingesetzten Silane können als funktionelle Gruppen Chlorid-, Alkoxy-, Acetoxy-, Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Glycidyloxyalkyl- sowie Methacryloxyalkyl-Gruppen tragen. The silanes used therein may carry, as functional groups chloride, alkoxy, acetoxy, alkyl, alkenyl, aryl, glycidyloxyalkyl and methacryloxyalkyl groups.
  • [0013]
    Ferner gehen aus WO 98/22536 Verbundwerkstoffe auf der Basis von Pflanzenmaterialien hervor, wobei über die Empfehlung der Furthermore, going from WO 98/22536 composite materials based on plant materials produced with the addition to the recommendation DE 196 47 369 A1 DE 196 47 369 A1 hinaus für das Polysiloxan des Sol-Gel-Systems als mögliche, hydrolytisch nicht abspaltbare Reste neben Alkyl- und Alkenyl- auch Alkinyl-, Alkacryl-, Arylalkylen-Gruppen angegeben werden, die gegebenenfalls auch einen oder mehrere Substituenten, wie Halogen-, Alkoxy-, Hydroxy-, Amino- oder Epoxidgruppen, aufweisen kann. and alkynyl, alkacrylic, arylalkylene groups are given for the polysiloxane of the sol-gel system as a possible, not hydrolytically removable radicals next alkyl and alkenyl, addition, optionally also one or more substituents such as halogen, alkoxy may include hydroxy, amino or epoxide. Ferner kann gemäß WO 98/22536 reines Methyltriethoxysilan oder aus einer Mischung von Methyltriethoxysilan und Tetraalkoxysilan als Bindemittel zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs eingesetzt werden. Further, according to WO 98/22536 pure methyltriethoxysilane or used of a mixture of methyltriethoxysilane, and a tetraalkoxysilane as a binder for producing a composite material.
  • [0014]
    Ein wesentlicher Nachteil der zuvor genannten Systeme besteht darin, dass dabei auch hydrolysierbare Alkoxide eingesetzt werden. A major disadvantage of the aforementioned systems is that the possibility hydrolyzable alkoxides are employed. Diese haben einen nicht zu vernachlässigbaren Dampfdruck und spalten darüber hinaus Hydrolysealkohol ab. They have a non-negligible vapor pressure and divide beyond hydrolysis from. Das führt in der Praxis auf den in Spanplattenwerken üblichen Verarbeitungsmaschinen zu einer starken Geruchsbelästigung und zu einer Gefährdung durch explosive Dämpfe. This leads in practice to the usual particle board plants processing machines to a strong odor nuisance and a hazard from explosive vapors.
  • [0015]
    Aus Out EP 0 716 127 B1 EP 0716127 B1 und and EP 0 716 128 B1 EP 0716128 B1 sind auf Wasser basierende aminoalkyl-/alkyl-/hydroxy- bzw. alkoxysiloxanhaltige Zusammensetzungen zu entnehmen, die unter anderem für die Hydrophobierung von Textilien, Leder, Cellulose- und Stärkeprodukten verwendet werden. are water based refer aminoalkyl- / alkyl- / hydroxy- or alkoxysiloxanhaltige compositions which are used inter alia for the hydrophobicization of textiles, leather, cellulose and starch products. Solche in Wasser oder Wasser/Alkohol-Gemischen löslichen Aminoalkylorganohydroxysiloxane werden auch als Hydrosil-Systeme bezeichnet. Such soluble in water or water / alcohol mixtures Aminoalkylorganohydroxysiloxane also referred to as hydrosil systems. Fluoralkylfunktionelle Hydrosil-Systeme sind beispielsweise aus Fluoroalkyl Hydrosil systems are known from EP 0 846 716 B1 EP 0846716 B1 , . EP 0 846 717 B1 EP 0846717 B1 und and EP 1 101 787 A2 EP 1101787 A2 zu entnehmen. refer to.
  • [0016]
    Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, cellulose- bzw. lignocellulosehaltige Verbundwerkstoffe, die auf einem weiteren Bindemittel basieren, bereitzustellen. The object of the present invention was to provide cellulose or lignocellulose composite materials based on an additional binder.
  • [0017]
    Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den Angaben der Patentansprüche gelöst. This object is achieved according to the claims.
  • [0018]
    So wurde in überraschender Weise gefunden, dass neue Verbundwerkstoffe mit deutlich verbesserten Eigenschaften auf der Basis von (a) mindestens einem cellulose- bzw. lignocellulosehaltigen Material und (b) als Bindemittel mindestens einem Aminoalkylsilan der Formel (I) Thus it was found, surprisingly, that new composites with substantially improved properties on the basis of (a) at least one cellulose or lignocellulose-containing material, and (b) as binder at least one aminoalkylsilane of the formula (I) R 1 R 2 N(CHR 4 ) a Si(R 3 ) r (OR) 3-r (I), R 1 R 2 N (CHR 4) a Si (R 3) r (OR) 3-r (I), worin Gruppen R 1 und R 2 gleich oder verschieden sind und jeweils für H oder eine lineare, verzweigte oder cyclische C 1 - bis C 20 -Alkylgruppe oder eine Arylgruppe oder eine Aminocarbylgruppe der Form H 2 N-(C=O)- (resultierend eine Ureidogruppe) stehen, R 3 für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht, Gruppen R 4 gleich oder verschieden sind und R 4 für H oder Methyl steht, a gleich 1 bis 10 ist, vorzugsweise gleich 3, Gruppen R gleich oder verschieden sind und R für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht und r gleich 0 oder 1 oder 2 ist, wobei Gruppen R 1 und R 2 gegebenenfalls substituiert sein können und dabei als Substituenten Halogene aus der Reihe F, Cl, Br und J oder Silylgruppen der Form -(CHR 4 ') a' Si(R 3 ') r' (OR') 3-r' oder Aminoalkylgruppen der Form -(CHR 4 ') a' NR 1 'R 2 ' bevorzugt sind, beispielsweise wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents H or a linear, branched or cyclic C 1 - to C 20 alkyl group or an aryl group or a Aminocarbylgruppe of the form H 2 N- (C = O) - (resulting a ureido group), R 3 is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group, the groups R 4 are the same or different and R 4 is H or methyl, a is 1 to 10, preferably equal to 3 , groups R are identical or different and R is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group and r is 0 or 1 or 2, wherein R 1 and R 2 may optionally be substituted, and thereby as a substituent halogens selected from F, Cl, Br and I, or silyl groups of the form - (CHR 4 ') a' Si (R 3 ') r' (oR ') 3-r' or aminoalkyl groups of the form - (CHR 4 ') a 'NR 1' R 2 'is preferred, e.g.
    -(CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 , - (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3,
    -(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 , - (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3,
    -(CH 2 ) 3 Si(CH 3 )(OCH 3 ) 2 , - (CH 2) 3 Si (CH 3) (OCH 3) 2,
    -(CH 2 ) 3 Si(CH 3 )(OC 2 H 5 ) 2 , - (CH 2) 3 Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(CH 3 )(OCH 3 ) 2 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (CH 3) (OCH 3) 2,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(CH 3 )(OC 2 H 5 ) 2 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(CH 3 )(OCH 3 ) 2 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (CH 3) (OCH 3) 2,
    -(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(CH 3 )(OC 2 H 5 ) 2 , - (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2,
    sowie verzweigte aminoalkylfunktionelle Gruppen, wie and branched aminoalkyl groups such as
    Figure 00050001
    um jeweils nur einige Beispiele zu nennen, to only name a few examples,
    a' gleich 1 bis 10 und r' gleich 0 oder 1 oder 2 sind und R', R 1 ', R 2 ', R 3 ', R 4 ' die gleiche Bedeutung besitzen wie die entsprechenden, jeweils bereits zuvor bezeichneten Gruppen R, R 1 , R 2 , R 3 sowie R 4 , a 'is 1 to 10 and r' is 0 or 1 or 2, and R ', R 1', R 2 ', R 3', R 4 'have the same meaning as the corresponding designated previously each R, R 1, R 2, R 3 and R 4,
    oder or
    mindestens einem Cokondensat aus mindestens einem Aminoalkylsilan der allgemeinen Formel (I) und mindestens einem weiteren funktionellen Silan der allgemeinen Formel (II) at least one co-condensate of at least one aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II) R 7 (CHR 6 ) b Si(R 5 ) p (OR) 3-p (II), R 7 (CHR 6) b Si (R 5) p (OR) 3-p (II), worin R 7 für H oder eine Vinylgruppe oder eine Aminogruppe oder eine Glycidoxygruppe oder eine Acryloxygruppe oder eine Methacryloxygruppe oder eine Mercaptogruppe oder eine Sulfangruppe oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 20 -Alkylgruppe oder eine Arylgruppe steht, wobei die Gruppe R 7 gegebenenfalls substituiert sein kann, Gruppen R 6 gleich oder verschieden sind und R 6 für H oder Methyl steht, b gleich 0 bis 18 ist, vorzugsweise gleich 0, 1, 2, 3, 4, 8, 16 oder 18, R 5 für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht, Gruppen R gleich oder verschieden sind und R für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht und p gleich 0 oder 1 oder 2 ist, wherein R 7 is H or a vinyl group or an amino group or a glycidoxy group or an acryloxy group or a methacryloxy group or a mercapto group or a Sulfangruppe or a linear or branched C 1 - to C 20 alkyl group or an aryl group, wherein the group R 7 optionally may be substituted, R 6 are identical or different and R 6 is H or methyl, b is 0 to 18, preferably 0, 1, 2, 3, 4, 8, 16, or 18, R 5 is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group, groups R are identical or different and R is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group and p is 0 or 1 or 2,
    wobei die Aminofunktionen im Cokondensat teilweise oder vollständig mit einer anorganischen oder organischen Säure (nachfolgend auch als HX bzw. H n X mit n = 1, 2 oder 3 bezeichnet) neutralisiert sein können, wobei X bevorzugt für F , Cl , Br , J , NO 3 , HSO 4 , SO 4 2– , H 2 PO 4 , HPO 4 2– , PO 4 3– , HCOO oder CH 3 COO steht, wherein the amino functions in the co-condensate can be partially or completely with an inorganic or organic acid (hereinafter also referred to as HX or H n X where n = 1, 2 or 3 hereinafter) neutralized, wherein X is preferably F -, Cl -, Br - , J -, NO 3 -, HSO 4 -, SO 4 2-, H 2 PO 4 -, HPO 4 2-, PO 4 3-, HCOO - or CH 3 COO - group,
    oder or
    einer wässrigen Lösung, die mindestens ein Aminoalkylsilan der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, contains an aqueous solution containing at least one aminoalkylsilane of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II),
    in einfacher und wirtschaftlicher Weise erhältlich sind, indem man are available in a simple and economical manner by
    • – getrocknetes oder feuchtes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material mit - dried or wet cellulose or lignocellulose material with
    • – einer Flüssigkeit bzw. Lösung, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, behandelt, - containing a liquid or solution containing at least one aminosilane compound of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), treated
    • – das so behandelte Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial in eine gewünschte Form bringt und anschließend heiß presst. - bringing the so treated cellulose or lignocellulose material into a desired shape and then pressed hot.
  • [0019]
    Unter den besagten Cokondensaten auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der Formel (II) kann man in der Regel solche Verbindungen verstehen, wie man sie nach allgemeinem chemischen Verständnis durch die allgemeine Formel (III) Among said cocondensates on the basis of at least one aminoalkoxysilane of the formula (I) and at least one further functional silane of the formula (II) can understand those compounds in general, as they are according to the general chemical understanding by the general formula (III) [(OH) u (OR) v (O) w Si(R 3 ) r (CHR 4 ) a N(R 1 )(R 2 )] x [(OH) d (OR) e (O) f Si(R 5 ) p (CHR 6 ) b R 7 ] y (III), [(OH) u (OR) v (O) w Si (R 3) r (CHR 4) a -N (R 1) (R 2)] x [(OH) d (OR) e (O) f Si ( R 5) p (CHR 6) b R 7] y (III), darstellen kann, wobei hier die Gruppen R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 und R 7 sowie a und b der Bedeutung gemäß der in den Formeln (I) sowie (II) entsprechen und u gleich 0 bis 3, v gleich 0 bis 3, w gleich 0 bis 1,5, d gleich 0 bis 3, e gleich 0 bis 3, f gleich 0 bis 1,5, x gleich 1 bis 1 000, y gleich 0 bis 1 000, r gleich 0 oder 1 oder 2 sowie p gleich 0 oder 1 oder 2 sein können, mit den Maßnahmen (u + v + 2w) = (3 – r) und (d + e + 2f) = (3 – p) und (x + y) gleich 1 bis 2 000, vorzugsweise von 2 bis 1 000, besonders bevorzugt von 3 bis 500, ganz besonders bevorzugt 4 bis 100, insbesondere (x + y) gleich 5 bis 50. may represent, and here correspond to the groups R, R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6 and R 7 as well as a and b of the meaning according to the in the formulas (I) and (II) and u is 0 to 3, v is 0 to 3, w is 0 to 1.5, d = 0 to 3, e = 0 to 3, f is 0 to 1.5, x is from 1 to 1000, y is 0 to 1000, r is 0 or 1 or 2, and p can be 0 or 1 or 2, with the measures (u + v + 2w) = (3 - r) and (d + e + 2f) = (3 - p ) and (x + y) is equal to 1-2000, preferably 2-1000, more preferably from 3 to 500, very particularly preferably 4 to 100, in particular (x + y) is 5 to 50th
  • [0020]
    So können ein oder mehrere unterschiedliche Aminosilane mit einem oder mehreren unterschiedlichen funktionellen Silanen cokondensiert sein. Thus, one or more different amino silanes may be co-condensed with one or more different functional silanes. Ferner können besagte Cokondensate auch Blockcopolymerisate sowie solche mit statistischer Verteilung sein. Furthermore, said co-condensates also block copolymers as well as those with a statistical distribution may be.
  • [0021]
    Darüber hinaus können erfindungsgemäß verwendete Bindemittel vorteilhaft eine weitere Komponente, wie z. Moreover, binders used in the invention may advantageously further component such. B. Hydrophobierungsmittel auf Paraffin- oder Wachsbasis, Flammschutzmittel, z. As water repellents on paraffin or wax-based flame retardants such. B. Polyphosphate, sowie biozide Stoffe sowie Duftstoffe – um nur einige zu nennen –, enthalten. As polyphosphates, and biocidal substances and fragrances - to name just a few - contain.
  • [0022]
    Auch können sauer eingestellte wässrige Bindemittel, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthalten, eingesetzt werden, wodurch man in vorteilhafter Weise auf eine Härterlösung als weiteren Zusatz verzichten kann. Also acidified aqueous binder, at least one aminosilane compound of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II) can contain, are used, which you can do without a hardener solution as a further additive advantageously.
  • [0023]
    Erfindungsgemäße Verbundwerkstoffe zeichnen sich in der Regel vorteilhaft durch eine deutlich verbesserte Querzugfestigkeit, Biegefestigkeit sowie ein erheblich verbessertes Quellverhalten gegenüber vielen bisherigen Verbundwerkstoffen aus. Composites according to the invention are characterized generally advantageous to a significantly improved transverse tensile strength, bending strength and a significantly improved swelling behavior compared to many previous composite materials made.
  • [0024]
    Darüber hinaus emittieren erfindungsgemäße Verbundwerkstoffe gegenüber UF-, PF- oder MF-beleimten Verbundwerkstoffen keine schädlichen Formaldehyddämpfe. In addition, composite materials according to the invention compared to UF, PF or MF-glued composite materials do not emit harmful formaldehyde vapors.
  • [0025]
    Auch ist die Produktion erfindungsgemäß verleimter Verbundwerkstoffe, insbesondere Holzwerkstoffe, gegenüber den PMDI gebundenen Holzwerkstoffen mit einem deutlich reduzierten verarbeitungstechnischen und drastisch reduzierten gesundheitsrelevanten Risiko, bei gleich bleibenden oder besseren Eigenschaften der hergestellten Produkte, möglich. Also, the production according to the invention glued composite materials, particularly wood products, compared with the PMDI-bonded wood composites with a significantly reduced processing technology and drastically reduced health-related risk, with unchanged or better properties of manufactured products possible.
  • [0026]
    Insbesondere im Falle erfindungsgemäß erhaltener mitteldichter Faserplatten (MDF) werden nach Werkstoffprüfung Ergebnisse erzielt, welche die Anforderungen der EN 622-5 hinsichtlich Querzugfestigkeit um bis zu 147 % übersteigen. Particularly in the case according to the invention obtained medium density fiberboard (MDF) are obtained by materials testing results which exceed 622-5 transverse tensile strength with regard to the requirements of EN by up to 147%. Die Quellwerte nach 24 Stunden Wasserlagerung von erfindungsgemäß verleimten MDF unterboten die Vorgaben der besagten EN um mehr als 50 %. The swelling values ​​after 24 hours immersion in water of the present invention laminated MDF undercut the specifications of the EN said by more than 50%. Somit können erfindungsgemäße MDF vorteilhaft einer Werkstoffklasse zugeordnet werden, die hinsichtlich der mechanisch-technologischen Eigenschaften rein Aminoplast gebundene MDF weit übertrifft. Thus may advantageously be associated with a class of materials MDF invention that exceeds bound in terms of mechanical and technological characteristics purely aminoplast MDF far.
  • [0027]
    Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit Verbundwerkstoffe auf der Basis von (a) mindestens einem cellulose- bzw. lignocellulosehaltigen Material und (b) mindestens einem Aminoalkylsilan der Formel (I) The present invention thus composites are based on (a) at least one cellulose or lignocellulose-containing material, and (b) at least one aminoalkylsilane of the formula (I) R 1 R 2 N(CHR 4 ) a Si(R 3 ) r (OR) 3-r (I), R 1 R 2 N (CHR 4) a Si (R 3) r (OR) 3-r (I), worin Gruppen R 1 und R 2 gleich oder verschieden sind und jeweils für H oder eine lineare, verzweigte oder cyclische C 1 - bis C 20 -Alkylgruppe oder eine Arylgruppe oder eine Aminocarbylgruppe stehen, wobei Gruppen R 1 und R 2 gegebenenfalls substituiert sein können, R 3 für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht, Gruppen R 4 gleich oder verschieden sind und R 4 für H oder Methyl steht, a gleich 1 bis 10 ist, Gruppen R gleich oder verschieden sind und R für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht und r gleich 0 oder 1 oder 2 ist, wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents H or a linear, branched or cyclic C 1 - to C 20 alkyl group or an aryl group or a Aminocarbylgruppe stand, wherein R 1 and R 2 may be optionally substituted, R 3 is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group, the groups R 4 are the same or different and R 4 is H or methyl, a is 1 to 10, groups R are identical or different and R to C 8 alkyl group and r is 0 or 1 or 2, - H, or a linear or branched C 1
    oder or
    mindestens einem Cokondensat aus mindestens einem Aminoalkylsilan der allgemeinen Formel (I) und mindestens einem weiteren funktionellen Silan der allgemeinen Formel (II) at least one co-condensate of at least one aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II) R 7 (CHR 6 ) b Si(R 5 ) p (OR) 3-p (II), R 7 (CHR 6) b Si (R 5) p (OR) 3-p (II), worin R 7 für H oder eine Vinylgruppe oder eine Aminogruppe oder eine Glycidoxygruppe oder eine Acryloxygruppe oder eine Methacryloxygruppe oder eine Mercaptogruppe oder eine Sulfangruppe oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 20 -Alkylgruppe oder eine Arylgruppe steht, wobei die Gruppe R 7 gegebenenfalls substituiert sein kann, Gruppen R 6 gleich oder verschieden sind und R 6 für H oder Methyl steht, b gleich 0 bis 18 ist, R 5 für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht, Gruppen R gleich oder verschieden sind und R für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht und p gleich 0 oder 1 oder 2 ist, wherein R 7 is H or a vinyl group or an amino group or a glycidoxy group or an acryloxy group or a methacryloxy group or a mercapto group or a Sulfangruppe or a linear or branched C 1 - to C 20 alkyl group or an aryl group, wherein the group R 7 optionally may be substituted, R 6 are identical or different and R 6 is H or methyl, b is 0 to 18, R 5 is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group, the same groups or R are different and R is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group and p is 0 or 1 or 2,
    wobei die Aminofunktionen im Cokondensat teilweise oder vollständig mit einer anorganischen oder organischen Säure neutralisiert sein können, wherein the amino functions may be neutralized in the co-condensate partially or completely with an inorganic or organic acid,
    oder or
    einer wässrigen Lösung, die mindestens ein Aminoalkylsilan der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, contains an aqueous solution containing at least one aminoalkylsilane of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II),
    als Bindemittel. as a binder.
  • [0028]
    Erfindungsgemäße Verbundwerkstoffe sind bevorzugt durch (a) mindestens ein natürliches oder naturnahes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material aus der Reihe Industrieholz, Waldindustrieholz, Gebraucht- oder Recyclingholz, Holzspänen, Hackschnitzel, Holzfasern, Holzwolle, Holzstaub, Sägespäne, Hobelspäne, Frässpäne, Schwarten, Furnierabfälle, Spreißel, Spanmaterial aus Einjahrespflanzen, z. Composites according to the invention are preferably (a) at least one natural or near-natural cellulosic or lignocellulosic material from the series of industrial wood, forest industry wood, used or recycled wood, wood shavings, wood chips, wood fibers, wood shavings, wood dust, sawdust, wood chips, shavings, bark, veneer wastes , splinters, particle material from annual plants such. B. Hanfschäben oder Baumwollstroh, oder einem Gemisch aus mindestens zwei der zuvor genannten Materialien gekennzeichnet. B. hemp shavings or straw cotton, or a mixture of at least two of the aforementioned materials in.
  • [0029]
    Dabei stammt cellulose- oder lignocellulosehaltiges Fasermaterial vorteilhaft aus Laub- und Nadelholz, Palmfasern, z. Here cellulosic or lignocellulosic fiber material comes advantageous from hardwood and softwood, palm fiber, z. B. Kokosfasern, sowie Einjahrespflanzen, wie Reisstroh, Getreidestroh, Baumwolle, Jute, Hanf – um nur einige aufzuzählen. B. coconut fibers and annual plants, such as rice straw, corn straw, cotton, jute, hemp - to name a few.
  • [0030]
    Ferner zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff durch eine Aminoalkylsilanverbindung der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) gemäß Komponente (b) als Bindewirkstoff aus, wobei der Bindewirkstoff bevorzugt mindestens eine Aminoalkylgruppe aus der Reihe 3-Aminopropyl, 3-Amino-2-methyl-propyl, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl, N-(2-Aminoalkyl)-3-amino-2-methyl-propyl, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-aminopropyl, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-amino-2-methyl-propyl, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-3-aminopropyl, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-3-amino-2-methyl-propyl, N-(n-Butyl)-3-aminopropyl, N-(n-Butyl)3-amino-2-methyl-propyl, – um nur einige zu nennen – aufweist. Furthermore, an inventive composite material is characterized by a Aminoalkylsilanverbindung of formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II) according to component (b) as the binding agent is selected from wherein the binding agent preferably at least one aminoalkyl group from the series 3-aminopropyl, 3-amino-2-methyl-propyl, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl, N- (2-aminoalkyl) -3-amino-2 methyl-propyl, N- [N '- (2-aminoethyl) -2-aminoethyl] -3-aminopropyl, N- [N' - (2-aminoethyl) -2-aminoethyl] -3-amino-2-methyl -propyl, N, N- [di- (2-aminoethyl)] - 3-aminopropyl, N, N- [di- (2-aminoethyl)] - 3-amino-2-methyl-propyl, N- (n- butyl) -3-aminopropyl, N- (n-butyl) 3-amino-2-methyl-propyl, - to name a few - has.
  • [0031]
    Für eine Gruppe gemäß R 1 R 2 N(CHR 4 ) a - in der Formel (I) bzw. (III) sind insbesondere Gruppen aus der Reihe A group according to R 1 R 2 N (CHR 4) a - in the formula (I) or (III) are in particular groups from the series
    H 2 N(CH 2 ) 3 -, H 2 N (CH 2) 3 -,
    H 2 N(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 -, H 2 N (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 -,
    H 2 N(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 - sowie H 2 N (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 - and
    Figure 00100001
    bevorzugt. prefers.
  • [0032]
    Ferner bevorzugt man für eine Gruppe R 7 (CHR 6 ) b - gemäß Formel (II) bzw. (III) solche aus der Reihe Further, it is preferable to 7 (CHR 6) b represents a group R - according to formula (II) or (III) are those from the series
    CH 3 -, (n)C 3 H 7 -, (i)C 3 H 7 -, (n)C 4 H 9 -, (n)C 4 H 9 -, (n)C 8 H 17 -, (i)C 8 H 17 -, (n)C 16 H 32 -, (i)C 16 H 32 -, (n)C 18 H 36 -, (i)C 18 H 36 -, H 2 N(CH 2 ) 3 -, H 2 N(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 -, H 2 N(CH 2 )NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 -, [H 2 N(CH 2 ) 2 ] 2 N(CH 2 ) 3 -, HS(CH 2 ) 3 -, (H 3 CO) 3 Si(CH 2 ) 3 -S x -(CH 2 ) 3 - mit x = 1 bis 10, vorzugsweise 2, 3, 4 oder 5, C 6 H 5 -, H 2 C=C(CH 3 )COO(CH 2 ) 3 - sowie CH 3 -, (n) C 3 H 7 -, (i) C 3 H 7 -, (n) C 4 H 9 - (n) C 4 H 9 - (n) C 8 H 17 -, ( i) C 8 H 17 -, (n) C 16 H 32 -, (i) C 16 H 32 -, (n) C 18 H 36 -, (i) C 18 H 36 -, H 2 N (CH 2 ) 3 -, H 2 N (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 -, H 2 N (CH 2) NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 -, [H 2 N (CH 2) 2 ] 2 N (CH 2) 3 -, HS (CH 2) 3 -, (H 3 CO) 3 Si (CH 2) 3 -S x - (CH 2) 3 - where x = 1 to 10, preferably 2, 3, 4 or 5, C 6 H 5 -, H 2 C = C (CH 3) COO (CH 2) 3 - and
    Figure 00110001
  • [0033]
    Solche erfindungsgemäß eingesetzten Bindewirkstoffe für vorliegende Verbundwerkstoffe können gemäß Komponente (b) vorteilhaft ein wässriges, im Wesentlichen alkoholfreies Hydrolysat mindestens einer Aminoalkylsilanverbindung gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) sein. Such binding agents used in this invention for present composite materials can according to component (b) is advantageously an aqueous, substantially alcohol-free hydrolyzate of at least one Aminoalkylsilanverbindung according to the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further be functional silane of the general formula (II).
  • [0034]
    Dabei kann ein solches alkoholfreies Hydrolysat einen pH-Wert von 1 bis 14, vorzugsweise 3 bis 12, besonders bevorzugt 4 bis 10, und eine Viskosität von 1 bis 10 000 mPa s, vorzugsweise 1 bis 1 000 mPa s, bei einem Wirkstoffgehalt von 0,1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, aufweisen. In this case, such an alcohol-free hydrolyzate has a pH of 1 to 14, preferably 3 to 12, particularly preferably 4 to 10, and a viscosity from 1 to 10,000 mPa s, preferably 1 to 1000 mPa s, at an active material content of 0 , 1 to 80 wt .-%, preferably 1 to 80 wt .-%, particularly preferably 10 to 60 wt .-%, based on the composition of the agent having. Dabei kann der pH-Wert beispielsweise gemäß DIN 38404-5 und die Viskosität beispielsweise gemäß DIN 53015 bestimmt werden. The pH value may, for example, according to DIN 53015 are determined for example according to DIN 38404-5 and viscosity.
  • [0035]
    Weiter ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verbundwerkstoff, der erhältlich ist, indem man Next, the present invention is a composite material, which is obtainable by
    • – getrocknetes oder feuchtes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material mit - dried or wet cellulose or lignocellulose material with
    • – einer Flüssigkeit, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, behandelt, - containing a liquid, the at least one aminosilane compound of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), treated
    • – das so behandelte Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial in eine gewünschte Form bringt und anschließend heiß presst. - bringing the so treated cellulose or lignocellulose material into a desired shape and then pressed hot.
  • [0036]
    Die so genannte „absolute trockene Holzmasse" (kurz atro) bestimmt man in der Regel durch die Behandlung von cellulose- bzw. lignocellulosehaltigem Material bei 103 °C bis zur Gewichtskonstanz, vgl. hierzu DIN 53 183 sowie EN 322. The so-called "absolute dry wood mass" (short absolutely dry) is usually determined by the treatment of cellulosic and lignocellulosic material at 103 ° C to constant weight. See also DIN 53183 and EN 322nd
  • [0037]
    Feuchtes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material, beispielsweise in Form von Holzfasern, kann nach dem technischen Prozess der Zerfaserung im so genannten Refiner eine Holzfeuchte (nachfolgend auch kurz Feuchte genannte) von über 100 %, bezogen auf absolut trockene Holzmasse, aufweisen. Moist cellulosic or lignocellulosic material, for example in the form of wood fibers, can (hereinafter also briefly referred to humidity) of more than 100%, based on absolutely dry wood mass comprise, after the technical process of defibration in so-called refiner a wood moisture. Zum Beispiel besitzen frisch eingeschlagene Stämme in Abhängigkeit von der Baumart eine Feuchte von 120 bis 160 %. For example have freshly battered strains as a function of the species a moisture content of 120 to 160%.
  • [0038]
    Bei der Herstellung von MDF nach dem so genannten „Blow Line"-Verfahren wird das eingesetzte Fasermaterial vor der Beleimung in der Regel nicht getrocknet, sondern gelangt von dem vorgeschalteten Zerfaserungsprozess aus noch im feuchten Zustand direkt in die Blow-Line, in welcher das Bindemittel auf die Fasern gegeben wird. Die Fasern werden dann erst im beleimten Zustand getrocknet. Dabei wird bevorzugt eine Feuchte von rund 10 bis 14 % eingestellt und nachfolgend zu MDF weiterverarbeitet. In the manufacture of MDF according to the so-called "blow line" process, the fiber material used before the gluing is usually not dried, but passes from the upstream defibration process of still in the moist state directly into the blow-line, in which the binder is applied to the fibers. the fibers are then dried until the glue-coated state. in this case, a moisture content of about 10 to 14% is preferably adjusted and further processed subsequently to MDF.
  • [0039]
    Man kann aber auch bereits getrocknetes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material zur Herstellung von Verbundwerkstoffen einsetzen. But you can also use dried cellulosic or lignocellulosic material for the production of composite materials already.
  • [0040]
    So verwendet man zum Beispiel bei der Herstellung von MDF nach dem Blender-Verfahren getrocknete Fasern, bevorzugt solche mit einer Feuchte von rund 10 bis 12 %. As used for example in the production of MDF in accordance with the method Blender dried fibers, preferably those having a moisture content of about 10 to 12%. Dieses Material wird in der Regel in einem Mischer beleimt und anschließend zu MDF weiterverarbeitet. This material is glued in a rule in a mixer and then further processed into MDF. Man kann auch hier dem Beleimungsschritt einen zusätzlichen Trocknungsschritt, beispielsweise in einer Rohrtrocknerleitung, folgen lassen. You can also here the gluing step an additional drying step, for example, in a tunnel dryer line, follow up.
  • [0041]
    Ferner bevorzugt man bei der Spanplattenherstellung den Einsatz von bereits getrockneten Spänen, insbesondere solche mit einer Feuchte von 2 bis 5 %. Further, it is preferable to the use of already dried chips, particularly those with a moisture content of 2 to 5% in chipboard manufacture. Die Trocknung dieses Einsatzmaterials erfolgt vorwiegend in einem Röhrenbündel- oder Trommeltrockner. The drying of this feedstock is predominantly in a Röhrenbündel- or drum dryer.
  • [0042]
    Ebenfalls ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs, indem man The present invention is also a process for producing a composite material according to the invention by
    • – getrocknetes oder feuchtes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material mit - dried or wet cellulose or lignocellulose material with
    • – einer Flüssigkeit, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, behandelt, - containing a liquid, the at least one aminosilane compound of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), treated
    • – das so behandelte Material in eine gewünschte Form bringt und anschließend heiß presst. - bringing the so treated material into a desired shape and then pressed hot.
  • [0043]
    Dazu kann man die an sich für die Herstellung von Verbundwerkstoffen, insbesondere Holzwerkstoffen, bekannten Geräte bzw. Anlagen nutzen, wie beispielsweise kontinuierlich arbeitende Contiroll-Anlagen von Siempelkamp, Binos, Dieffenbacher oder Metso, – um nur einige Beispiele zu nennen. For this you can use the per se for the production of composite materials, particularly wood materials, known devices or systems, such as continuously operating Contiroll plants from Siempelkamp, ​​Binos, Dieffenbacher or Metso, - to name just a few.
  • [0044]
    Geeignete Verfahren zur Behandlung von cellulose- bzw. lignocellulosehaltigem Material mit einem Bindemittel sind beispielsweise Streichen, Walzen, Spritzen, Tauchen, Fluten, Spritzen, Blowlinebeleimung oder Beleimung im Mischer (Blender-Verfahren mit Apparaten von z. B. Lödige, Drais oder Binos). Suitable methods for treating cellulosic or lignocellulosic material with a binder, for example, brushing, rolling, spraying, dipping, flow coating, spraying, blowline adhesion or gluing in the mixer (blender method with apparatus of z. Lödige, Drais or Binos) ,
  • [0045]
    So kann man besonders vorteilhaft das cellulose- bzw. lignocellulosehaltige Material in einer rotierenden Trommel (Umwälzverfahren, Durchführung vorzugsweise bei Raumtemperatur oder unter Kühlung, beispielsweise bei 4 bis 12 °C, insbesondere bei ca. 10 °C) mittels einer mit Druckluft betriebenen Beleimungsvorrichtung, beispielsweise einer Beleimungspistole, die geeigneterweise einen Betriebsdruck von 0 bis 4 bar abs. So one can particularly advantageously, the cellulose or lignocellulose material (preferably circulating process, performing at room temperature or under cooling, for example at 4 to 12 ° C, in particular at approximately 10 ° C) driven in a rotating drum by means of a compressed air gluing device, for example, a Beleimungspistole, the abs suitably an operating pressure of 0 to 4 bar. aufweist, mit einer wässrigen Aminoalkylsilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder (II) bzw. (III) enthaltenden Lösung besprühen. having, with an aqueous Aminoalkylsilanverbindung according to the formulas (I) or, or containing (III) Solution (II) spray. In der Regel erhält man so ein weitgehend gleichmäßig beleimtes Material. As a rule, one obtains a largely evenly glued material.
  • [0046]
    Darüber hinaus kann man beim erfindungsgemäßen Verfahren die Beleimung im technischen bzw. industriellen Maßstab, aber auch in einem Trogmischer, Pflugscharmischer, Blendermischer sowie nach dem Blowline-Verfahren vorteilhaft durchführen. Moreover, it may be advantageous to carry out the novel process, the gluing in technical and industrial scale, but also in a trough mixer, plowshare mixer, blender, mixer and after the blow line method.
  • [0047]
    Im Weiteren kann man beim erfindungsgemäßen Verfahren das bei Umgebungstemperatur so behandelte Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial vorteilhaft zu einem Kuchen, dh insbesondere einem Spankuchen oder Faservlies, ausstreuen, kämmen und bei einer Temperatur bis 250 °C, vorzugsweise 150 bis 210 °C, einem Pressdruck bis 9 N/mm 2 , vorzugsweise 4 bis 7 N/mm 2 , und einer Zeit bis 300 s pro mm der angestrebten Plattenstärke, vorzugsweise 5 bis 60 s/mm, besonders bevorzugt 8 bis 40 s/mm, pressen. In addition, one can thus treated at ambient temperature cellulosic or lignocellulosic material is advantageous to form a cake, that in particular a chip mat or non-woven fabric, spread, comb and process of the invention at a temperature up to 250 ° C, preferably 150 to 210 ° C, a pressing pressure to 9 N / mm 2, preferably 4 to 7 N / mm 2, and a time up to 300 s per mm of desired sheet thickness, preferably 5 to 60 s / mm, more preferably 8 to 40 s / mm press.
  • [0048]
    Man kann aus einem oben beschriebenen Kuchen bzw. aus erfindungsgemäß beleimten Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial aber auch andere Formteile, beispielsweise Strangpresslinge oder quaderförmige Teile oder speziellere Formteile, herstellen. But one can also produce other molded articles, such as extrudates or rectangular sections or more particular moldings, from an above-described cake or off according to the invention glued cellulosic or lignocellulosic material.
  • [0049]
    Ferner kann man aber auch einen vorliegenden Kuchen bzw. beleimtes Material zunächst vorpressen bzw. vorverdichten, beispielsweise mit einem Vorpressdruck von 0,2 bis 0,6 N/mm 2 . Further, pre-press but can also present a cake or glued material initially or pre-compacting, for example, a pre-compaction pressure of 0.2 to 0.6 N / mm 2. Darüber hinaus kann man beleimtes Material, insbesondere einen Kuchen, vor, während oder nach dem Vorpressen, dh vor dem eigentlichen Pressen, vorwärmen, beispielsweise auf 60 bis 80 °C. Moreover, one can glued material, in particular a cake, before, during or after the pre-pressing, that is before the actual pressing, pre-heating, for example to 60 to 80 ° C. Eine solche thermische und/oder mechanische Vorbehandlung des Kuchens oder des beleimten Materials vor dem eigentlichen Pressschritt kann vorteilhaft zu einer deutlichen Verbesserung der späteren Produktqualität beitragen. Such thermal and / or mechanical pre-treatment of the cake of the glued material, or before the actual pressing step may advantageously contribute to a significant improvement of the later product quality.
  • [0050]
    Darüber hinaus kann man die beim Formgebungs- bzw. Pressschritt erhaltenen Formteile vorteilhaft einer Nachkonditionierung bzw. Vergütung unterziehen. Moreover, it is advantageous to subject the molded articles obtained in the shaping and pressing step, a post-conditioning or tempering. So kann man beispielsweise Platten einer Stapellagerung unterziehen. So you can for example undergo plates of a stack storage. Dabei kann man zusätzlich eine Frequenzerwärmung, z. Here you can have a frequency heating in addition, z. B. mittels Mikrowellentechnik, durchführen. Example by means of microwave technology to perform.
  • [0051]
    Man kann aber auch Kühlen, beispielsweise 20 bis 30 Minuten in einem Sternkühlwender. But you can also cool, for example, 20 to 30 minutes in a star cooling turner.
  • [0052]
    Durch die Nachkonditionierung kann man zusätzlich zur Vereinheitlichung bzw. Vergleichmäßigung in den Verbundwerkstoffen beitragen. Through the post-conditioning can also contribute to the standardization and homogenization in the composites.
  • [0053]
    So erhält man nach dem Abkühlen erfindungsgemäße Verbundwerkstoffe, insbesondere Spanplatten, Faserplatten, ultraleichte Faserplatten (ULF), leichte Faserplatten (LDF), mitteldichte Faserplatten (MDF), hochdichte Faserplatten (HDF), „OSB"-Platten (OSB = Oriented Strand Board), Furnierplatten, Sperrholzplatten, Holzpellets, Holzbriketts sowie technisches Baumaterial aus Holz, das so genannte „Engineered Wood", wie Langspanholz (LSL = Laminated Strand Lumber), Furnierstreifenholz (PSL = Parallel Strand Lumber) und Furnierschichtholz (LVL = Laminated Veener Lumber). Is obtained after cooling composites according to the invention, in particular chipboard, fiberboard, ultralight fiberboards (ULF), lightweight fiberboard (LDF), medium density fiberboard (MDF), high density fiberboard (HDF), "OSB" (OSB = oriented beach Board) , veneer sheets, plywood, wood pellets, briquettes and technical building material made of wood, the so-called "engineered wood" as long chipboard (LSL = Laminated beach lumber), parallel strand lumber (PSL = parallel beach lumber) and laminated veneer lumber (LVL Laminated veener lumber). Dabei weisen zuvor genannte Verbundwerkstoffe geeigneterweise eine Rohdichte von 150 bis 1 200 kg/m 3 auf. In this case, previously suitably have said composites have a bulk density of 150 to 1 200 kg / m 3. Die Rohdichte kann man beispielsweise gemäß EN 323 bestimmen. The bulk density can be determined in accordance with EN 323, for example.
  • [0054]
    Für die Spangewinnung werden heutzutage drei Rohstoffsortimente in unterschiedlichen Anteilen genutzt. three commodity product ranges are now used in different proportions for chip production. Dabei werden ca. 57 % des benötigten holzlichen Rohstoffs vom Industrierestholz gestellt. Here, about 57% of the required wood handy raw material provided by the industrial waste wood. Als Industrierestholz werden holzliche Abfälle der holzbe- und verarbeitenden Industrie bezeichnet. As industrial wood waste holzliche the wood processing industry are called. Hierzu gehören Sägespäne, Hobelspäne, Frässpäne, Schwarten, aber auch Restrollen der Furnierindustrie. These include sawdust, wood chips, shavings, bark, as well residual rolls of veneer industry. Weitere ca. 23 % des Holzrohstoffs werden aus Waldindustrieholz gewonnen. More about 23% of the wood raw material are derived from forest industry wood. Dies ist der klassische Rohstoff in Form von geernteten Stämmen, die im Spanplattenwerk zu Hackschnitzeln oder gleich mittels Langholzzerspanern zu Spänen verarbeitet werden. This is the classic raw material in the form of harvested logs to be processed in the particle board plant for wood chips or equal means to Langholzzerspanern chips. Die dritte Rohstoffgruppe bildet das Gebraucht- oder Recyclingholz mit ca. 20 %. The third group of raw materials is the used or recycled wood with about 20%. Hierbei handelt es sich um gebrauchte Erzeugnisse aus Massivholz, Holzwerkstoffen oder aus Verbundstoffen mit einem überwiegenden Holzanteil von mehr als 50 Massen-%. This is to used products made from solid wood, wood composites or composites with a predominant wood content of more than 50% by mass. Im Werk werden aus der verschiedenen Rohstoffsortimenten mittels Messerringzerspanern, Langholzzerspanern und Hammermühlen Späne mit definierten Abmessungen hergestellt. In the factory are made of the different commodity assortments by Messerringzerspanern, Langholzzerspanern and hammer mills chips with defined dimensions. Nachdem das Spangut vorliegt, wird dieses in Röhrenbündel- bzw. Röhrentrommeltrocknern in der Regel auf eine Feuchte von 1,5 bis 3 % getrocknet. After the chip material is present, this is dried in Röhrenbündel- or tubular barrel dryers typically to a moisture content of 1.5 to 3%. Anschließend erfolgt eine Siebung und Sichtung, wobei das Spangut in Deck- und Mittelschichtspäne separiert und mögliches Grobspangut abschieden wird. This is followed by screening and sifting, wherein the chip material separated in facing and middle layer chips and possible Grobspangut is separated out. Die Späne der Deck- und Mittelschichtfraktion können anschließend der Beleimung zugeführt und beispielsweise zu Spanplatten verpresst werden. The chips of the top and middle class fraction can be fed to the blender and for example pressed into chipboard then.
  • [0055]
    Bei der industriellen Faserstoffherstellung wird im Allgemeinen neben Waldholz auch Industrierestholz als Rohstoff eingesetzt. In industrial pulp production and industrial waste wood is used as a raw material generally adjacent forest wood. Das zuvor entrindete Waldholz wird zusammen mit dem Industrierestholz in einem Hacker zu Hackschnitzeln zerkleinert. The previously debarked forest wood is ground together with the industrial waste wood into a chipper to chips. Diese Hackschnitzel werden nach dem „Asplundverfahren" in 160 bis 180 °C heißem Wasserdampf unter einem Druck von 8 bis 12 bar aufgeschlossen. Nach diesem Arbeitsschritt, der so genannten Plastifizierung, gelangt das Material in einen Refiner. Dieser besteht aus zwei sich gegeneinander drehenden Mahlscheiben zwischen denen das Material zerfasert wird. Dabei herrscht im Refiner ein konstanter Druck von rd. 11 bar. Aufgrund der milden Aufschlussbedingungen unterliegt das Holz wenig chemischen Veränderungen. Dies führt zu einer hellen Farbe des so bereit gestellten Faserstoffs und einem hohen Ausbeutegrad. These wood chips are digested bar according to the "Asplundverfahren" in 160 to 180 ° C hot steam under a pressure of 8 to 12 After this step, the so-called plasticizing, the material passes into a refiner. This consists of two counter-rotating refining discs between which the material is shredded. it prevails in the refiner a constant pressure of approx. 11 bar. Due to the mild digestion conditions the wood is subject to little chemical changes. This results in a light color of the pulp and as ready made a high yield rate.
  • [0056]
    Unter Lignocellulose versteht man im Allgemeinen die Matrixkomponente, welche sich durch die drei großen chemischen Holzinhaltsstoffe Cellulose, Hemicellulose und Lignin ausbildet. Under Lignocellulose is generally understood as the matrix component which forms through the three major chemical substances in the wood cellulose, hemicellulose and lignin. Der Einbau von Lignin (Inkrustation mit Lignin) führt in der Regel zu einer Verholzung der Zellwand und somit zu einer verbesserten mechanischen Stabilität und Belastbarkeit von terrestrischen Pflanzen. The incorporation of lignin (incrustation with lignin) usually leads to lignification of the cell wall and thus to an improved mechanical stability and resilience of terrestrial plants. Die Gewinnung von Lignocellulose für den Einsatz in der Holzwerkstoffindustrie erfolgt vorwiegend in Form von Fasern oder Spänen. The recovery of lignocellulose for use in the wood panel industry is predominantly in the form of fibers or chips. Beispielsweise können Lignocellulosefasern aus Laub- und Nadelhölzern gewonnen werden. For example, lignocellulosic fibers can be obtained from deciduous and coniferous trees. Des weiteren stellen auch einige Einjahrespflanzen, wie Getreide, Flachs oder Hanf, eine geeignete Quelle für Lignocellulosefasern dar. Furthermore, also provide some annual plants, such as cereals, flax or hemp, a suitable source of lignocellulose is.
  • [0057]
    Die Faserstoffgewinnung kann ua nach dem Asplund-Verfahren erfolgen. The pulp recovery can take place, inter alia, by the Asplund process. Dabei wird das Holz zuerst in Hackschnitzel zerkleinert und anschließend bei hohen Temperaturen und Drücken aufgeschlossen und schließlich mit einem Refiner (der aus zwei gegenläufigen Mahlscheiben besteht) zerfasert. In this case, the wood is first crushed into chips, and then digested at high temperatures and pressures and finally with a refiner pulped (consists of two counter-rotating refining discs of).
  • [0058]
    Für die Spangewinnung wird in der Regel Holz in Form von Hackschnitzeln so genannte Messerringzerspanern zugeführt und in diesen zu Spänen mit definierten Abmessungen zerspant. For chip extraction called Messerringzerspanern is fed and machined in these to chips with defined dimensions usually wood in the form of wood chips.
  • [0059]
    Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann man vorteilhaft gemäß der Komponente (a) mindestens ein natürliches oder naturnahes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material aus der Reihe Industrieholz, Waldindustrieholz, Gebraucht- oder Recyclingholz, Holzspänen, Hackschnitzel, Holzfasern, beispielsweise aus Kiefernholz, Holzwolle, Holzstaub, Spänen, wie Sägespänen, Hobelspänen oder Frässpänen, Schwarten, Furnierabfällen, Spreißel, Spanmaterial aus Einjahrespflanzen, z. In the inventive method can be advantageous according to the component (a) at least one natural or near-natural cellulosic or lignocellulosic material from the series of industrial wood, forest industry wood, used or recycled wood, wood shavings, wood chips, wood fibers, for example made of pine wood, wood shavings, wood dust, wood shavings such as sawdust, wood shavings or milling chips, bark, veneer wastes, splinters, chip material from annual plants, z. B. Hanfschäben oder Baumwollstroh, oder einem Gemisch aus mindestens zwei der zuvor genannten Materialien einsetzen. B. Insert hemp shavings or straw cotton, or a mixture of at least two of the aforementioned materials.
  • [0060]
    Beim erfindungsgemäßen Verfahren setzt man besonders bevorzugt ein cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material von Pflanzen aus der Reihe Laubholz, Nadelholz, Kokos, insbesondere Kokosfasern, Baumwolle, Flachsschäben, Hanfschäben, Bargasse, Jute, Sisal, Schilf, Reisstroh oder Getreidestroh ein. In the present process is particularly preferably employs a cellulose or lignocellulose material of plants from the series deciduous wood, coniferous wood, coconut fiber, in particular coconut fibers, cotton, flax shives, hemp shives, bargasse, jute, sisal, reed, rice straw or straw.
  • [0061]
    Ferner verwendet man beim erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Komponente (b) bevorzugt eine Aminoalkylsilanverbindung der Formel (I) aus der Reihe 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropylmethyldimethoxysilan, 3-Aminopropylmethyldiethoxysilan, 3-Aminopropylsilantriol, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropylsilantriol, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-aminopropyltriethoxysilan, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-aminopropylsilantriol, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-2-aminopropyltrimethoxysilan, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-2-aminopropyl triethoxysilan, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-2-aminopropylsilantriol, N-(n-Butyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-(n-Butyl)-3-aminopropyltriethoxysilan, N-(n-Butyl)-3-aminopropylsilantriol, (H 3 CO) 3 Si(CH 2 ) 3 NH(CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 (Bis-AMMO), (H 5 C 2 O) 3 Si(CH 2 ) 3 NH(CH 2 ) 3 Further, using the novel process according to component (b) is preferably a Aminoalkylsilanverbindung of formula (I) from the series consisting of 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyl-silane triol, N- (2-aminoethyl) - 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl-silane triol, N- [N '- (2-aminoethyl) -2-aminoethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, N - [N '- (2-aminoethyl) -2-aminoethyl] -3-aminopropyltriethoxysilane, N- [N' - (2-aminoethyl) -2-aminoethyl] -3-aminopropyl-silane triol, N, N- [di- (2 aminoethyl)] - 2-aminopropyltrimethoxysilane, N, N- [di- (2-aminoethyl)] - 2-aminopropyl triethoxysilane, N, N- [di- (2-aminoethyl)] - 2-aminopropyl-silane triol and N- (n butyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (n-butyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N- (n-butyl) -3-aminopropyl-silane triol, (H 3 CO) 3 Si (CH 2) 3 NH (CH 2) 3 Si (OCH3) 3 (bis-AMMO), (H 5 C 2 O) 3 Si (CH 2) 3 NH (CH 2) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 (Bis-AMEO), (H 3 CO) 3 Si(CH 2 ) 3 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 (Bis-DAMO), (H 3 CO) 3 Si(CH 2 ) 3 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 2 NH(CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 (Bis-TRIAMO) oder ein Gemisch aus mindestens zwei der zuvor genannten Aminoalkylsilane oder eine wässrige Lösung von mindestens einer der zuvor genannten Aminoalkylsilanverbindungen. Si (OC 2 H 5) 3 (bis-AMEO), (H 3 CO) 3 Si (CH 2) 3 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3 (bis-DAMO), (H 3 CO) 3 Si (CH 2) 3 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si ( OCH 3) 3 (bis-TRIAMO), or a mixture of at least two of the aforementioned aminoalkylsilanes or an aqueous solution of at least one of the aforementioned Aminoalkylsilanverbindungen.
  • [0062]
    Für die Herstellung einer Aminoalkylsilan enthaltenden wässrigen Lösung geht man in der Regel so vor, dass man Wasser, vorzugsweise VE-Wasser (VE = vollentsalzt), mit dem hydrolysierbaren Aminoalkylsilan mischt und gegebenenfalls unter leichtem Erwärmen und Rühren reagieren lässt. For the preparation of an aminoalkyl silane containing aqueous solution is usually goes as follows, that is water, preferably deionized water (DI = deionized), mixed with the hydrolyzable aminoalkylsilane and can optionally react with gentle heating and stirring. Dabei setzt man auf 1 Gew.-Teil Wasser geeigneterweise 0,001 bis 999 Gew.-Teile mindestens einer Aminoalkylsilanverbindung gemäß Formel (I) ein. In this case, it is suitably used for 1 part by weight of water from 0.001 to 999 parts by weight of at least one Aminoalkylsilanverbindung according to formula (I). Bevorzugt setzt man auf 1 Gew.-Teil Wasser 0,1 bis 90 Gew.-Teile eines Aminoalkylsilans gemäß Formel 1, besonders bevorzugt 1 bis 30 Gew.-Teile, ganz besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-Teile, insbesondere 7 bis 10 Gew.-Teile eines Aminoalkylsilans gemäß Formel I, ein. Preference is given to 1 part by weight of water 0.1 to 90 parts by weight of an aminoalkylsilane of the formula 1, particularly preferably 1 to 30 parts by weight, most preferably 5 to 15 parts by weight, in particular 7 to 10 parts by weight of an aminoalkylsilane of the formula I, a. Bei der Umsetzung können zumindest anteilig auch oligomere Silane entstehen. In implementing at least partially oligomeric silanes may arise. Ferner kann man dem Gemisch bzw. der Lösung auch eine organische oder anorganische Säure, beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure – um nur einige zu nennen – zusetzen und den pH-Wert vorzugsweise auf 2 bis 10 einstellen. Further, one or the mixture of the solution and an organic or inorganic acid, for example formic acid, acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid - preferably set reset and the pH to 2 to 10 - to name just a few. Darüber hinaus kann man im Anschluss an die Hydrolyse, gegebenenfalls unter vermindertem Druck, den Hydrolysealkohol aus der Zusammensetzung abdestillieren. Moreover, one can after the hydrolysis, if necessary under reduced pressure to distill off the hydrolysis alcohol from the composition. Dabei erhält man wässrige, in Wesentlichen alkoholfreie Lösungen mit praktisch vollständig hydrolysiertem Aminoalkylsilan, wobei der Gehalt an Alkohol vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-%, insbesondere weniger als 0,1 Gew.-%, beträgt, dh für solche Systeme unter der Nachweisgrenze liegt. This gives aqueous-alcoholic solutions in substantially virtually completely hydrolyzed with aminoalkylsilane, wherein the content of alcohol is preferably less than 3 wt .-%, more preferably less than 1 wt .-%, most preferably less than 0.5 wt %, in particular less than 0.1 wt .-%, is, that is for such systems below the detection limit. So kann man vorteilhaft eine in der Regel klare und alkoholfreie, wässrige aminoalkylsilanhaltige Lösung herstellen, beispielsweise DYNASYLAN ® 1151 oder 1154, und als Bindemittel für Verbundwerkstoffe, insbesondere für Holzwerkstoffe, verwenden. Thus, one can produce a clear and usually alcoholic, aqueous solution aminoalkylsilanhaltige advantageous to use, for example DYNASYLAN ® 1151 or 1154, and as binders for composite materials, in particular for wood materials.
  • [0063]
    Beim erfindungsgemäßen Verfahren setzt man bevorzugt Cokondensate ein, die vorzugsweise auf mindestens einem Silan der allgemeinen Formel (II) aus der Reihe Tetraethoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, n- sowie i-Butyltrimethoxysilan, n- sowie i-Butyltriethoxysilan, n- sowie i-Octyltrimethoxysilan, n- sowie i-Octyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrimethoxysilan, Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, und solcher gemäß Formel (I) offenbarten Aminosilane basieren. In the present process is preferably employed is a co-condensates derived from the series of tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n- and i-butyltrimethoxysilane, n- preferably at least one silane of the general formula (II) and i- butyltriethoxysilane, n- and i-octyltrimethoxysilane, n- and i-octyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrimethoxysilan, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilane, 3- glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, and those according to formula (I) disclosed aminosilanes are based.
  • [0064]
    Erfindungsgemäß verwendete Bindemittel gemäß Formel (III), dh Cokondensate auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silan der allgemeinen Formel (II), oder deren wässrigen Lösung sind in der Regel erhältlich, indem man entsprechende monomere Alkoxy- oder Chlorsilane durch Zugabe einer zur Erlangung des gewünschten Oligomerisierungsgrads erforderlichen Menge Wasser hydrolysiert und kondensiert bzw. cokondensiert oder blockcokondensiert, beispielsweise DYNASYLAN ® 2907, 2909 oder F 8815. Dabei kann man in Gegenwart eines Hydrolyse- bzw. Kondensationskatalysators arbeiten. According to the invention binder used according to formula (III), ie, co-condensates based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), or its aqueous solution can be obtained usually by reacting corresponding monomers alkoxy or chlorosilanes hydrolyzed by adding a necessary for obtaining the desired oligomerization amount of water and condensed or co-condensed or blockcokondensiert, such as DYNASYLAN ® 2907, 2909 or F 8815th it is possible to work in the presence of a hydrolysis or condensation catalyst. Auch kann die Hydrolyse und Kondensation bzw. Cokondensation oder Blockcokondensation in Gegenwart eines Verdünnungs- bzw. Lösemittels, vorzugsweise Methanol, Ethanol und/oder Isopropanol, durchgeführt werden. Also, the hydrolysis and condensation or cocondensation or Blockcokondensation in the presence of a diluent or solvent, preferably methanol, ethanol and / or isopropanol, are performed. In der Regel wird nach oder während der Umsetzung Alkohol bzw. Lösemittel zumindest anteilig aus dem System entfernt und das System in gewünschtem Umfang mit Wasser verdünnt. In general, according to or at least partially removed during the reaction of alcohol or solvent from the system and the system diluted to the desired extent with water. Darüber hinaus kann man dem vorliegenden Mittel weitere Komponenten zusetzen, beispielsweise zusätzliche Säure, Alkohol, monomere Organosilane, monomere kationische Aminosilane. Moreover, one can present the means impose additional components, for example additional acid, alcohol, monomeric organosilanes monomeric cationic aminosilanes. Die Herstellung entsprechender Systeme sowie hierfür geeignete Einsatzstoffe sind aber auch aus The manufacture of such systems, as well as suitable for this purpose feedstocks are also EP 0 716 127 EP 0716127 , . EP 0 716 128 EP 0716128 , . EP 0 846 717 EP 0846717 , . EP 0 846 716 EP 0846716 , . EP 1 031 593 EP 1031593 sowie as EP 1 101 787 EP 1101787 zu entnehmen. refer to. Der gesamte Inhalt der hier genannten Schutzrechte ist im vollen Umfang der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung zuzurechnen. The entire contents of the mentioned rights is attributable to the full scope of the disclosure of the present application.
  • [0065]
    Verbindungen gemäß Formel (III) können in wässrigen Systemen anteilig oder praktisch vollständig hydrolysiert vorliegen. Compounds according to formula (III) may be present proportionally or virtually completely hydrolyzed in aqueous systems. Ferner liegen bevorzugt lineare oder cyclische Silanoligomere gemäß Formel (III) vor, dh hier liegen in der Regel vergleichsweise kurzkettige Organosiloxane vor, die im Wesentlichen aus M- und D-Strukturen aufgebaut sind. Also preferred are linear or cyclic silane oligomers according to formula (III), ie in this case are usually in the comparatively short-chain organosiloxanes before, which are essentially composed of M- and D-structures. Es können aber auch – dann aber in deutlich untergeordnetem Umfang – hin und wieder verzweigte Strukturen oder Raumstrukturen, dh Organosiloxane gemäß Formel (III) mit T- oder Q-Strukturen, auftreten. It is also possible - but then in a much lesser extent - now and then branched structures or spatial structures, ie organosiloxanes of formula (III) with T or Q structures occur.
  • [0066]
    Erfindungsgemäß eingesetzte Bindemittel weisen bevorzugt einen Gehalt an Wirkstoff gemäß Formel (III), dh Cokondensate auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II), von 0,5 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 40 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-%, auf, bezogen auf die Zusammensetzung. Binder used in the invention preferably have a content of active substance according to formula (III), ie, co-condensates based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), from 0.5 to 95 wt. -%, particularly preferably 2 to 40 wt .-%, most preferably 5 to 30 wt .-%, particularly 5 to 20 wt .-%, based on weight, based on the composition.
  • [0067]
    Ferner bevorzugt man erfindungsgemäß ein Bindemittel, das pro Mol Aminogruppe in den Silancooligomeren 0 bis 3,6 Mol HCOOH oder H 3 CCOOH enthält, vorzugsweise 0,5 bis 1,1 Mol Säure pro Mol Stickstoff der Aminofunktionen. Further, it is preferable according to the invention a binder which contains, per mole of amino group in the Silancooligomeren 0 to 3.6 mol of HCOOH or H 3 CCOOH, preferably 0.5 to 1.1 moles of acid per mole of nitrogen of the amino functions.
  • [0068]
    So kann man vorteilhaft Verbindungen gemäß Formel (III), dh Cokondensate auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II), und entsprechende, in der Regel klare und leicht bewegliche Lösungen, beispielsweise DYNASYLAN ® HS 2907, HS 2909 oder F 8815, im gewünschten Verhältnis mit Wasser mischen. Thus one can advantageously compounds of the formula (III), ie, co-condensates based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), and corresponding, clear usually and easily movable solutions, for example DYNASYLAN® ® HS 2907, HS 2909 or F 8815 mixing, in the desired ratio with water. Dabei kann man auch zuvor genannte Produkte bzw. Mittel zunächst mischen und anschließend gegebenenfalls mit Wasser und/oder Alkohol verdünnen. Here you can also mix previously mentioned products or agents first and then dilute if necessary with water and / or alcohol. Beispielsweise kann man ein mit Essigsäure oder Ameisensäure im Wesentlichen neutralisiertes Triaminoalkyl/Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl/-Hydroxy- bzw. Alkoxy-Siloxangemisch oder ein mit Essigsäure im Wesentlichen neutralisiertes 3-Aminopropyl/Isobutyl/Hydroxy- bzw. Alkoxy-Siloxangemisch mit Wasser im Volumenverhältnis von etwa 1 : 0,5 bis 0,5 : 5, vorzugsweise etwa 1 : 1 bis 0,5 : 2, insbesondere rund 1 : 2, mischen. For example, one a substantially neutralized with acetic acid or formic acid Triaminoalkyl / tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl / hydroxy- or alkoxy-siloxane mixture or neutralized with acetic acid, substantially 3-aminopropyl / isobutyl / hydroxy- or mix 2: alkoxy-siloxane mixture with water in a volume ratio of about 1: 0.5 to 0.5: 5, preferably about 1: 1 to 0.5: 2, in particular approximately the first
  • [0069]
    Bevorzugt wird erfindungsgemäß ein Bindemittel mit einem Gehalt an Wasser von 5 bis 99,5 Gew.-%, besonders bevorzugt eines mit 50 bis 98 Gew.-% Nasser, ganz besonders bevorzugt 60 bis 95 Gew.-%, insbesondere 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, wobei die jeweiligen Komponenten des Mittels bzw. einer Zusammensetzung in Summe 100 Gew.-% ergeben. Preferably, the invention provides a binder having a content of water at 5 to 99.5 weight .-%, particularly preferably one with 50 to 98 wt .-% Nasser, very particularly preferably 60 to 95 wt .-%, in particular 80 to 95 .-%, based on the composition, the respective components of the agent or a composition in a total of 100 wt .-% yield.
  • [0070]
    Auch kann erfindungsgemäß ein Bindemittel einen Gehalt an freier Säure von < 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 7 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,001 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweisen. Also, according to the invention a binder a free acid content of <10 wt .-%, preferably 0 to 7 wt .-%, particularly preferably 0.001 to 5 wt .-%, based, have on the composition. D. h. D. h. Säureanteile, die als Amino- bzw. Ammoniumsalz vorliegen, sind hier bei der Angabe zu den so genannten freien Säureanteilen auszunehmen. Acid moieties which are present as amino or ammonium salt, should be excluded in the indication to the so-called free acid moieties here.
  • [0071]
    Weiterhin kann ein solches Mittel einen Gehalt an Alkohol, insbesondere Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, 2-Methoxyethanol oder eine Mischung daraus enthalten. Furthermore, such an agent may have a content of alcohol, in particular methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, 2-methoxyethanol or a mixture thereof. Jedoch bevorzugt man Bindemittel, die alkoholfrei sind, dh, dass in einem solchen Mittel mit gängigen Methoden, wie der Gaschromatographie mit einer Nachweisgrenze von < 0,1 %, freier Alkohol bis zu einer Grenze von maximal 3 Gew.-% mehr nachgewiesen werden kann. However, it is preferred binders which are alcohol-free, which means that in such an agent with conventional methods, such as gas chromatography with a detection limit of <0.1% free alcohol up to a limit of a maximum of 3 wt .-% more can be detected ,
  • [0072]
    In der Regel bevorzugt man beim erfindungsgemäßen Verfahren, als Bindemittelwirkstoff gemäß Komponente (b) bis zu 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 13 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 12 Gew.-% Aminoalkylsilanverbindungen gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II), gerechnet als SiO 2 und bezogen auf atro Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial, einzusetzen. In general, it is preferred in the present process, as a binder agent according to component (b) up to 15 wt .-%, preferably 0.1 to 14 wt .-%, particularly preferably 3 to 13 wt .-%, most preferably from 5 to 12 wt .-% Aminoalkylsilanverbindungen according to the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), calculated as SiO 2 and based on bone dry cellulose - or lignocellulosic material to use.
  • [0073]
    Darüber hinaus kann man beim vorliegenden Verfahren neben den Komponenten (a) und (b) als weitere Komponente (c) ein Wachs bzw. Paraffin in einer Menge bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 7 Gew.-%, bezogen auf atro Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial, einsetzen. Moreover, one can in the present method in addition to components (a) and (b) as a further component (c) a wax or paraffin in an amount up to 8 wt .-%, preferably 0.01 to 7 wt .-%, based on absolutely dry cellulose or lignocellulose material used.
  • [0074]
    Im Allgemeinen führt man die vorliegende Erfindung wie folgt aus: Generally, the present invention is carried out as follows:
    Cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material wird mit einem Bindemittel, das mindestens eine Aminoalkylverbindung gemäß der Formeln (I) oder (III) enthält, behandelt, beispielsweise in einer pneumatisch oder hydraulisch initiierten Beleimungsvorrichtung durch Besprühen. Cellulose or lignocellulose material is treated with a binder which contains at least one aminoalkyl compound according to formulas (I) or (III), for example, a pneumatically or hydraulically initiated gluing device by spraying. Der so erhaltenen Masse werden gegebenenfalls weitere Komponenten zugesetzt, und sie wird in an sich bekannter Weise in eine Form gebracht und ausgehärtet. The mass so obtained are optionally added other components, and it is brought in known manner into a mold and cured. Beispielsweise kann die so erhaltene Masse auf der Fläche einer Heißpresse ausgestreut, gekämmt und heiß gepresst werden. For example, the composition thus obtained may be spread over the surface of a hot press and hot pressed to be combed. Dabei reagiert das cellulose- bzw. lignocellulosehaltige Material mit dem vorliegenden Bindemittel und Wasser verdampft. Vaporized with the present binder, and water, the cellulose or lignocellulose material reacts.
  • [0075]
    So kann man vorteilhaft erfindungsgemäße Verbundwerkstoffe, insbesondere Holzwerkstoffe, unter Verwendung mindestens einer Aminosilanverbindung gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) oder einer wässrigen Lösung, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, als Bindemittel erzeugen. Thus, one can composites advantageous according to the invention, in particular wood materials, using at least one aminosilane compound of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II) or contains an aqueous solution containing at least one aminosilane compound of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), producing as a binder.
  • [0076]
    Insbesondere verwendet man vorliegende Bindemittel zur Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, ultraleichten Faserplatten, leichten Faserplatten, mitteldichten Faserplatten, hochdichten Faserplatten, OSB-Platten, Furnierplatten, Sperrholzplatten, Holzpellets, Holzbriketts, „Engineered Wood", Dämmstoffen, Pflanztöpfen, beispielsweise aus rotfaulem Fichtenholz, Pressformlingen, beispielsweise – aber nicht ausschließlich – Pressformlinge für die Automobilinnenauskleidung. In particular, use present binder for the production of chipboard, fibreboard, ultra lightweight fiber boards, lightweight fiber boards, medium density fibreboard, high density fibreboard, oriented strand board, plywood, plywood, wood pellets, wood briquettes, "Engineered Wood", insulating materials, plant pots, for example from rotfaulem spruce Press moldings, for example - but not exclusively - Press moldings for the automotive interior trim.
  • [0077]
    Die speziellen erfindungsgemäßen Aminoalkylsilanverbindungen und ihre wässrigen Lösungen sind im besonderen Maße als Bindemittel dazu geeignet, insbesondere Holzwerkstoffe mit hohen mechanisch-technologischen Eigenschaften herzustellen. The special Aminoalkylsilanverbindungen invention and their aqueous solutions are suitable especially true as binders to produce particularly wood materials with high mechanical properties. Die Produktion und Verwendung dieser Holzwerkstoffe ist weitestgehend frei von gesundheitsschädlichen Emissionen. The production and use of wood-based materials is largely free from harmful emissions. Die Verwendung von organofunktionellen Silanen in Kombination mit naturnahen Bindemitteln eröffnet die Möglichkeit, Holzwerkstoffe mit mechanisch-technologischen Eigenschaften herzustellen, welche die Anforderungen der betreffenden Europäischen Normen (EN 622-5) erfüllen. The use of organo-silanes in combination with natural binders opens up the possibility of producing wood-based materials with mechanical properties that meet the requirements of the European standards (EN 622-5) in question.
  • Beispiel 1 example 1
  • [0078]
    Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) aus industriellem Fasermaterial Als Fasermaterial für die Herstellung von MDF wurden in Anlehnung an industrielle Standards 100 % Kiefernfasern verwendet. Manufacture of medium density fibreboard (MDF) from industrial fiber material as the fiber material for the production of MDF were based on industry standards 100% pine fibers. Die Faserplatten wurden auf einer Pilot-MDF-Technikumsanlage, in welcher die Fasern automatisch aufgelockert, beleimt, getrocknet und anschließend zu einem Faservlies gestreut werden können, hergestellt. The fiber plates were on a pilot MDF pilot plant, in which the fibers automatically loosened, glued, can be spread into a nonwoven fabric dried, and then made. Aus dem Faservlies wurden Faserplatten in definierten Größen gewonnen, die nach Vorverdichtung in einer elektrisch beheizten Einetagenpresse bei gewünschter Temperatur und Zeit verpresst wurden. Fibreboard obtained in defined sizes from the non-woven fabric, which were pressed by precompression in an electrically heated A daily press at the desired temperature and time.
  • [0079]
    Es wurden 10 mm starke MDF mit einer Sollrohdichte von 800 kg/m 3 hergestellt. There were 10 mm thick MDF made with a target bulk density of 800 kg / m 3. Die Platten wurden bei 195 °C für 24 s/mm verpresst. The plates were pressed at 195 ° C for 24 s / mm. Als Bindemittel kamen die DYNASYLAN ® -Produkte DYNASYLAN ® 1154, NS 2907 und HS 2909 zum Einsatz. As binders the DYNASYLAN® ® products DYNASYLAN® ® 1154 came NS 2907 and HS 2909 used. Der Beleimungsgrad war in allen Fällen 12 Gew.-% Bindemittel, bezogen auf atro Faser. The sizing degree was in all cases 12 wt .-% binder, based on absolutely dry fiber.
  • [0080]
    Die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Faserplattenprüfung sind in Tabelle 1 zusammengestellt. The mechanical properties of the fiber board testing are summarized in Table 1 below.
    Figure 00250001
  • [0081]
    Die mit besagten DYNASYLAN ® -Produkten gebundenen MDF zeichnen sich durch sehr hohe Festigkeiten und besonders niedrige Quellwerte aus. The bonded with said DYNASYLAN® ® products MDF are characterized by very high strength and very low swelling values. Die Querzugfestigkeiten liegen alle um mehr alle 100 % über den Vorgaben der jeweiligen EN 622-5 (MDF). The transverse tensile strengths are all more all 100% on the requirements of the relevant EN 622-5 (MDF). Es wurden darüber hinaus auch die Vorgaben der EN 622-5 (MDF.HLS) bezüglich Quellzugfestigkeit und Dickenquellung eingehalten. the requirements of EN 622-5 (MDF.HLS) regarding Quellzugfestigkeit and thickness swelling were observed beyond. Somit könnten die hergestellten MDF auch für tragende Zwecke im Feuchtbereich eingesetzt werden. Thus, the MDF produced could also be used for load-bearing applications in humid conditions. Die ermittelten Platteneigenschaften übertreffen die von UF-Harz gebundenen MDF um ein Vielfaches und ermöglichen es, mitteldichte Faserplatten in Anwendungsbereichen mit besonders hohen Materialansprüchen einzusetzen. The board properties determined exceed the bound of UF resin MDF many times, making it possible to use medium density fiberboard in applications with particularly high material claims. Zusätzlich besteht bei der Herstellung und dem späteren Gebrauch dieser Holzwerkstoffe ein sehr geringes Gesundheitsbelastungspotential, was z. In addition, in the production and subsequent use of wood-based materials a very low health hazard potential, eg. B. bei PMDI verleimten Holzwerkstoffen ein Problem darstellt. B. at PMDI glued wood materials is a problem. Ebenso birgt der Einsatz von organischen Leimsystemen, z. Likewise, the use of organic glue systems bears, z. B. Aminoplaste, wie UF-Harz und PF-Harz, ein nicht zu vernachlässigendes Gesundheitsrisiko. Example amino resins such as UF resin and PF resin, a non-negligible risk to health. Solche Probleme können durch den Einsatz vorliegender DYNASYLAN ® -Systeme vorteilhaft umgangen werden. Such problems can be advantageously avoided by employing the present DYNASYLAN® ® systems.
  • Beispiel 2 example 2
  • Herstellung von Spanplatten aus industriellem Spanmaterial Production of particle boards from industrial chip material
  • [0082]
    Die für die Herstellung der Spanplatten verwendeten Späne wurden in einem industriellen Spanplattenwerk nach der Trocknung und unmittelbar vor der Beleimung von der Badwaage entnommen. The chips used in the manufacture of particle boards were removed in an industrial Spanplattenwerk after drying and immediately before the gluing of the Badwaage. Sie waren prozessbedingt in Deck- und Mittelschichtfraktion unterteilt. They were due to the process divided into top and middle class fraction. Das jeweilige Bindemittel wurde mittels einer Beleimungspistole der Firma WALTHER PILOT in einer rotierenden Beleimungstrommel durch Druckluft (0 bis 4 bar) fein verstäubt und auf die Späne gegeben. The respective binder was applied by a Beleimungspistole the firm WALTHER PILOT in a rotating Beleimungstrommel by compressed air (0 to 4 bar) of finely atomized and applied to the chips.
  • [0083]
    Anschließend wurden die Späne zu Spanplattenkuchen gestreut und heiß verpresst. Then the chips were scattered particleboard cakes and hot-pressed. Im Falle von dreischichtigen Spanplatten wurde 40 % Deckschichtmaterial für die äußeren Schichten und 60 % Mittelschichtmaterial für die innere Schicht verwendet. In the case of three-layered particle boards 40% facing material for the outer layers and 60% middle layer material for the inner layer was used. Hergestellte einschichtige Spanplatten bestanden zu 100 % aus Mittelschichtmaterial. Produced single particle board consisted of 100% middle layer material.
  • [0084]
    Es wurden 6 mm starke einschichtige Spanplatten mit einer Sollrohdichte von 750 kg/m 3 aus Mittelschichtspänen unter Verwendung von DYNASYLAN ® HS 2907 sowie DYNASYLAN ® 1154 als Bindemittel hergestellt. Were prepared with a target bulk density of 750 kg / m 3 of middle layer chips using DYNASYLAN ® HS 2907 and DYNASYLAN ® 1154 as the binder 6 mm thick single-layer particle board. Das Spanmaterial wurde jeweils mit 8,5 % DYNASYLAN ® HS 2907 und DYNASYLAN ® 1154 auf atro Span beleimt. The chip material was glued each with 8.5% DYNASYLAN® ® HS 2907 and DYNASYLAN® ® 1154 on anhydrous chip. Die Spanplatten wurden bei 210 °C und einer Presszeit von 40 s/mm verpresst. The particle boards were pressed at 210 ° C and a pressing time of 40 s / mm. Die Ergebnisse der Materialprüfungen sind in Tabelle 2 zusammengefasst. The results of the material tests are summarized in Table 2 below.
  • Tabelle 2 Querzugfestigkeiten von DYNASYLAN ® gebundenen einschichtigen Spanplatten Table 2 transverse tensile strengths of DYNASYLAN® ® bound single-particle board
    Figure 00270001
  • [0085]
    Die Spanplatten aller Versuchsreihen konnten die EN 312-4 (0,45 N/mm 2 ) und die EN 312-5 (0,5 N/mm 2 ) erfüllen. The particle boards of all test series could meet 312-4 (0.45 N / mm 2) and EN 312-5 (0.5 N / mm 2) EN. Somit wurde nachgewiesen, dass sich organofunktionelle Silane als alleinige Bindemittel für Spanplatten eignen. Thus, it was demonstrated that organo-functional silanes are suitable as the sole binder for particleboard.

Claims (19)

  1. Verbundwerkstoff auf der Basis von (a) mindestens einem cellulose- bzw. lignocellulosehaltigen Material und (b) mindestens einem Aminoalkylsilan der Formel (I) Composite material on the basis of (a) at least one cellulose or lignocellulose-containing material, and (b) at least one aminoalkylsilane of the formula (I) R 1 R 2 N(CHR 4 ) a Si(R 3 ) r (OR) 3-r (I), R 1 R 2 N (CHR 4) a Si (R 3) r (OR) 3-r (I), worin Gruppen R 1 und R 2 gleich oder verschieden sind und jeweils für H oder eine lineare, verzweigte oder cyclische C 1 - bis C 20 -Alkylgruppe oder eine Arylgruppe oder eine Aminocarbylgruppe stehen, wobei Gruppen R 1 und R 2 gegebenenfalls substituiert sein können, Gruppen R 4 gleich oder verschieden sind und R 4 für H oder Methyl steht, a gleich 1 bis 10 ist, R 3 für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht, Gruppen R gleich oder verschieden sind und R für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht und r gleich 0 oder 1 oder 2 ist, oder mindestens einem Cokondensat aus mindestens einem Aminoalkylsilan der allgemeinen Formel (I) und mindestens einem weiteren funktionellen Silan der allgemeinen Formel (II) wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents H or a linear, branched or cyclic C 1 - to C 20 alkyl group or an aryl group or a Aminocarbylgruppe stand, wherein R 1 and R 2 may be optionally substituted, groups R 4 are the same or different and R 4 is H or methyl, a is 1 to 10, R 3 is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group, groups R are identical or different and R H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group and r is 0 or 1 or 2, or at least one co-condensate of at least one aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula ( II) R 7 (CHR 6 ) b Si(R 5 ) p (OR) 3-p (II), R 7 (CHR 6) b Si (R 5) p (OR) 3-p (II), worin R 7 für H oder eine Vinylgruppe oder eine Aminogruppe oder eine Glycidoxygruppe oder eine Acryloxygruppe oder eine Methacryloxygruppe oder eine Mercaptogruppe oder eine Sulfangruppe oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 20 -Alkylgruppe oder eine Arylgruppe steht, wobei die Gruppe R 7 gegebenenfalls substituiert sein kann, Gruppen R 6 gleich oder verschieden sind und R 6 für H oder Methyl steht, b gleich 0 bis 18 ist, R 5 für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht, Gruppen R gleich oder verschieden sind und R für H oder eine lineare oder verzweigte C 1 - bis C 8 -Alkylgruppe steht und p gleich 0 oder 1 oder 2 ist, wobei die Aminofunktionen im Cokondensat teilweise oder vollständig mit einer anorganischen oder organischen Säure neutralisiert sein können, oder einer wässrigen Lösung, die mindestens ein Aminoalkylsilan der Formel (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I wherein R 7 is H or a vinyl group or an amino group or a glycidoxy group or an acryloxy group or a methacryloxy group or a mercapto group or a Sulfangruppe or a linear or branched C 1 - to C 20 alkyl group or an aryl group, wherein the group R 7 optionally may be substituted, R 6 are identical or different and R 6 is H or methyl, b is 0 to 18, R 5 is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group, the same groups or R are different and R is H or a linear or branched C 1 - to C 8 alkyl group and p is 0 or 1 or 2, wherein the amino functions may be neutralized in the co-condensate partially or completely with an inorganic or organic acid, or aqueous solution containing at least one aminoalkylsilane of the formula (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I ) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, als Bindemittel. contains) and at least one further functional silane of the general formula (II), as a binder.
  2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch (a) mindestens ein natürliches oder naturnahes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material aus der Reihe Industrieholz, Waldindustrieholz, Gebraucht- oder Recyclingholz, Holzspänen, Hackschnitzel, Holzfasern, Holzwolle, Holzstaub, Spänen, Schwarten, Furnierabfälle, Spreißel, Spanmaterial aus Einjahrespflanzen oder einem Gemisch aus mindestens zwei der zuvor genannten Materialien. Composite material according to claim 1, characterized by (a) at least one natural or near-natural cellulosic or lignocellulosic material from the series of industrial wood, forest industry wood, used or recycled wood, wood shavings, wood chips, wood fibers, wood shavings, wood dust, wood shavings, bark, veneer wastes Spreißel , chip material from annual plants or a mixture of at least two of the aforementioned materials.
  3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei das cellulose- bzw. lignocellulosehaltige Fasermaterial aus Laub- und Nadelholz, Palmpflanzen sowie aus Einjahrespflanzen stammt. Composite material according to claim 1 or 2, wherein the cellulose or lignocellulose-containing fiber material is derived from hardwood and softwood, palm plants as well as from annual plants.
  4. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Aminoalkylsilanverbindung der Formeln (I) gemäß Komponente (b) mindestens eine Aminoalkylgruppe aus der Reihe 3-Aminopropyl, 3-Amino-2-methyl-propyl, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl, N-(2-Aminoalkyl)-3-amino-2-methyl-propyl, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-aminopropyl, N-[N'-(2-Aminoethyl)-2-aminoethyl]-3-amino-2-methyl-propyl, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-3-aminopropyl, N,N-[Di-(2-aminoethyl)]-3-amino-2-methyl-propyl, N-(n-Butyl)-3-aminopropyl oder N-(n-Butyl)3-amino-2-methyl-propyl aufweist. Composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein a Aminoalkylsilanverbindung of the formulas (I) according to component (b) at least one aminoalkyl group from the series 3-aminopropyl, 3-amino-2-methyl-propyl, N- (2-aminoethyl) - 3-aminopropyl, N- (2-aminoalkyl) -3-amino-2-methyl-propyl, N- [N '- (2-aminoethyl) -2-aminoethyl] -3-aminopropyl, N- [N' - ( 2-aminoethyl) -2-aminoethyl] -3-amino-2-methyl-propyl, N, N- [di- (2-aminoethyl)] - 3-aminopropyl, N, N- [di- (2-aminoethyl) ] -3-amino-2-methyl-propyl, N- (n-butyl) -3-aminopropyl or N- (n-butyl) has 3-amino-2-methyl-propyl.
  5. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Komponente (b) ein wässriges, alkoholfreies Hydrolysat mindestens einer Aminoalkylsilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder mindestens eines Cokondensats auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) ist. Composite material according to any one of claims 1 to 4, wherein component (b) an aqueous, non-alcoholic hydrolyzate of at least one Aminoalkylsilanverbindung according to the formulas (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane is of the general formula (II).
  6. Verbundwerkstoff nach Anspruch 5, wobei das alkoholfreie Hydrolysat einen pH-Wert von 3 bis 12 und eine Viskosität von 1 bis 10 000 mPa s bei einem Wirkstoffgehalt von 0,1 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung des Mittels, aufweist, wobei der Wirkstoffgehalt durch Verdünnen eines Konzentrates mit Wasser eingestellt werden kann. Composite material according to claim 5, wherein the alcohol-free hydrolyzate having a pH value of 3 to 12 and a viscosity from 1 to 10,000 mPa s with an active substance content of 0.1 to 80 wt .-%, based on the composition of the agent, wherein said active ingredient content may be adjusted by diluting a concentrate with water.
  7. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Komponente (c) aus der Reihe der Hydrophobierungsmittel auf Paraffin- oder Wachsbasis, Flammschutzmittel, biozider Stoffe sowie der Duftstoffe. Composite material according to any one of claims 1 to 6, characterized by at least one further component (c) from the series of hydrophobizing agent on paraffin or wax-based, flame retardants, biocidal substances and of the fragrances.
  8. Verbundwerkstoff, erhältlich nach einem der Ansprüche 1 bis 7, indem man – getrocknetes oder feuchtes cellulose- bzw. lignocellulosehaltiges Material mit – einer Flüssigkeit, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, behandelt, – das so behandelte Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial in eine gewünschte Form bringt und anschließend heiß presst. Composite material obtainable according to one of claims 1 to 7 by reacting - dried or wet cellulose or lignocellulose material - a liquid containing at least one aminosilane compound of the formulas (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and contains at least one further functional silane of the general formula (II), treated - the thus treated cellulosic or lignocellulosic material into a desired shape and pressed and then brings hot.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, indem man – getrocknetes oder feuchtes lignocellulose- bzw. cellulosehaltiges Material mit – einer Flüssigkeit, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, behandelt, – das so behandelte Material in eine gewünschte Form bringt und anschließend heiß presst. A process for producing a composite material according to any one of claims 1 to 8 by - dried or moist lignocellulosic or cellulosic material comprising: - a liquid containing at least one aminosilane compound of the formulas (I) or at least one co-condensate based on at least an aminoalkylsilane contains the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II) is treated, - bringing the thus treated material in a desired shape and then pressed hot.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man das cellulose- bzw. lignocellulosehaltige Material in einer rotierenden Trommel mittels einer mit Druckluft betriebenen Beleimungsvorrichtung mit einer wässrigen Lösung, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, besprüht. A method according to claim 9, characterized in that the cellulose or lignocellulose-containing material in a rotating drum at least by means of a compressed air-operated gluing with an aqueous solution containing at least one aminosilane compound of the formulas (I) or at least one co-condensate based on contains an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), sprinkles.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass man als Bindemittelwirkstoff gemäß Komponente (b) bis zu 15 Gew.-% Aminoalkylsilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II), gerechnet als SiO 2 und bezogen auf atro Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial, einsetzt. The method of claim 9 or 10, characterized in that as a binder agent according to component (b) up to 15 wt .-% Aminoalkylsilanverbindung according to the formulas (I) or co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II), calculated as SiO 2 and based on bone dry cellulose or lignocellulose material used.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man neben den Komponenten (a) und (b) als weitere Komponente (c) ein Wachs in einer Menge bis 8 Gew.-%, bezogen auf atro Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial, einsetzt. Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that in addition to components (a) and (b) as a further component (c) a wax in an amount up to 8 wt .-%, based on absolutely dry cellulose or lignocellulose , begins.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man das bei Umgebungstemperatur so behandelte Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial zu einem Kuchen ausstreut, kämmt und bei einer Temperatur bis 250 °C, einem Pressdruck bis 9 N/mm 2 und einer Zeit bis 300 s/mm presst. Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the treated at ambient temperature so cellulose or lignocellulose material scatters into a cake, meshes and at a temperature up to 250 ° C, a pressure up to 9 N / mm 2 and a time to 300 s / mm pressed.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man ein cellulosehaltiges Material von annuellen Pflanzen einsetzt. Method according to one of claims 7 to 13, characterized in that use is a cellulose-containing material of annual plants.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man ein cellulosehaltiges Material von Pflanzen aus der Reihe Laubholz, Nadelholz, Kokos, Baumwolle, Flachsschäben, Hanfschäben, Bargasse, Jute, Sisal, Schilf, Reisstroh oder Getreidestroh einsetzt. Method according to one of claims 7 to 14, characterized in that use is a cellulose-containing material of plants from the series deciduous wood, coniferous wood, coconut, cotton, flax shives, hemp shives, bargasse, jute, sisal, reed, rice straw or straw.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man so behandeltes bzw. beleimtes Cellulose- bzw. Lignocellulosematerial vor dem Pressschritt thermisch und/oder mechanisch vorbehandelt. Method according to one of claims 7 to 15, characterized in that pretreated so treated or to glued cellulosic or lignocellulosic material thermally and / or mechanically before the pressing step.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man die beim Formgebungs- bzw. Pressschritt erhaltenen Formteile nachkonditioniert. Method according to one of claims 7 to 16, characterized in that the post-conditioned moldings obtained during the molding or pressing step.
  18. Verwendung einer Aminosilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder eines Cokondensats auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) oder einer wässrigen Lösung, die mindestens eine Aminosilanverbindung gemäß der Formeln (I) oder mindestens ein Cokondensat auf der Basis mindestens eines Aminoalkylsilans der allgemeinen Formel (I) und mindestens eines weiteren funktionellen Silans der allgemeinen Formel (II) enthält, als Bindemittel für die Erzeugung von Holzwerkstoffen nach den Ansprüchen 1 bis 8. Use of an aminosilane compound of the formulas (I), or a cocondensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and at least one further functional silane of the general formula (II) or an aqueous solution containing at least an aminosilane (according to the formulas I ) or at least a co-condensate based on at least an aminoalkylsilane of the general formula (I) and contains at least one further functional silane of the general formula (II), as binders for the production of wood materials according to claims 1 to eighth
  19. Verwendung nach Anspruch 18 zur Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, ultraleichten Faserplatten, leichten Faserplatten, mitteldichten Faserplatten, hochdichten Faserplatten, OSB-Platten, Furnierplatten, Sperrholzplatten, Pressformlingen, Pressformlingen für die Automobilinnenauskleidung, technischen Holzbaumaterialien, Dämmstoffen, Holzpellets, Holzbriketts sowie Pflanztöpfen. Use according to claim 18 for the manufacture of particleboard, fiberboard, ultra-lightweight fiber boards, lightweight fiber boards, medium density fibreboard, high density fibreboard, oriented strand board, plywood, plywood, pressed moldings, compression moldings for the automotive interior trim, technical wood building materials, insulating materials, wood pellets, wood briquettes and plant pots.
DE200610006654 2005-08-26 2006-02-14 Composite materials based on wood or other plant materials, e.g. chipboard, fibreboard, plywood or plant pots, made by using special aminoalkyl-alkoxy-silane compounds or their cocondensates as binders Withdrawn DE102006006654A1 (en)

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